CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Giới thiệu về cây Ươi - Phân loại thực vật: cây Ươi thuộc họ Trôm (Sterculiacae), tên khoa học: Scaphium lychnophorum (Hance) Kost; Sterculia lyhnophora Hance; Scaphium macropodum, tên thường gọi: cây Ươi, cây Lười ươi, Đười ươi, Cây Thạch, Bàng đại hải, An nam tử (Cương Mục Thập Di), Hồ đại hải (Tục danh), Đại hải tử (TQ Dược học Đại từ điển), cây Đại đổng. - Đặc điểm thực vật học: cây gỗ cao 20 - 25m, đường kính trung bình 45- 50cm, cao nhất đường kính có thể đạt 80 - 82cm, cành non phủ màu nâu vàng. Lá mọc cách thường tập trung ở đầu cành, lá có nhiều dạng thường xẻ thuỳ 3-5 thuỳ sâu, đuôi lá hình khiên hoặc hình tim, hệ chân vịt, cuống lá dài 10 - 25cm, lá kèm hình dải.
Hoa tạp tính, dài hợp hình ống 4-5 răng, không có tràng, ra hoa tháng 1 - 3. Quả chín tháng 6 - 8, quả đại kép, gồm 4-5 vỏ đại, vỏ mỏng mỗi đại 1 hạt, vỏ hạt nâu nhăn nheo. - Đặc điểm sinh thái: cây mọc tự nhiên ở Tây Nguyên và các tỉnh từ Thừa Thiên Huế đến Sông Bé, Tây Ninh. Ươi mọc rải rác trong rừng rậm nhiệt đới thường xanh, ở độ cao không quá 1000m, trên đất dày, màu mỡ và ẩm.
Trên thế giới, Ươi phân bố tự nhiên trong một số rừng mưa nhiệt đới ẩm tại Miến điện, Lào, Cămpuchia, Thái lan, Indonexia, cây trưởng thành có thể cao tới 40m (Kostermans 1953, Yamada và Suzuki, 2000). - Giá trị: Ươi là một cây đa tác dụng, nó có giá trị cao về kinh tế, giá trị sử dụng và giá trị môi trường. Có thể tận dụng nhiều sản phẩm của cây, từ lấy gỗ cho đến lấy quả và lá cây. Khái quát về động thái rừng Hệ sinh thái rừng luôn ở trạng thái vận động và biến đổi không ngừng, nó được biểu hiện dưới mọi hình thức muôn màu muôn vẻ: từ sự thay đổi trạng mùa, n 5 mở rộng phạm vi phân bố của quần thể, quá trình sinh trưởng và phát triển, cho đến hiện tượng diễn thế, tái sinh, sự thay đổi các nhân tố hoàn cảnh v.
Tất cả những thay đổi đó của quần thể thực vật rừng được gọi chung là động thái rừng. Những nghiên cứu về động thái rừng được xoay quanh những vấn đề chính là: quá trình diễn thế rừng, quá trình sinh trưởng và phát triển rừng và tái sinh rừng. Trước khi tìm hiểu về các quá trình của động thái rừng ta cần hiểu rõ một số quan điểm và quy luật của các quá trình sau: (1)Tái sinh rừng: là việc xuất hiện một thế hệ cây con của những loài cây gỗ ở những nơi còn hoàn cảnh rừng hoặc mất nhưng chưa lâu. Như vậy, tái sinh rừng là điểm mốc khởi đầu cho một thế hệ rừng mới.
Tái sinh tự nhiên là quá trình chủ yếu để phục hồi rừng qua các pha diễn thế. Có hai cách tái sinh tự nhiên: (i) Cách tái sinh liên tục dưới tán kín rậm của những loài chịu bóng thường thưa thớt và yếu ớt vì thiếu ánh sáng nên chỉ có một số ít cây thoát khỏi giai đoạn nguy hiểm, ức chế kéo dài để chờ cơ hội vươn lên tầng cao có đủ nhu cầu về sinh thái; (ii) Cách tái sinh vệt để hàn gắn những lỗ trống trong tán rừng do cây già đổ gãy hay do gió bão. Trên lỗ trống, trước hết mọc lên các loài cây tiên phong ưa sáng, mọc nhanh. Dưới tán của các cây tiên phong, các cây định vị trong thành phần quần thụ cũng thường đòi hỏi che bóng 1-2 năm đầu sẽ mọc sau và dần vươn lên thay thế những loài tiên phong tạm tời có tuổi thọ ngắn.
(2) Quá trình sinh trưởng và phát triển: đây là biểu hiện quan trọng của động thái rừng, kết quả của quá trình này quyết định tới sản lượng rừng, do vậy, nó có ảnh hưởng đến mục tiêu kinh doanh của ngành lâm nghiệp. Sinh trưởng được coi là sự tăng lên về kích thước và trọng lượng của cây Phát triển là tiến trình có tính quy luật của những biến đổi về chất lượng đã đạt đến điểm ngoặt để chuyển sang biến đổi về chất, nó thể hiện các giai đoạn phát triển của rừng (ví dụ: rừng non, chuyển sang rừng sào, rừng trung niên và cuối cùng là rừng thành thục). Xét về mặt thảm thực vật rừng (hay quần thụ cây gỗ) thì động thái là kết quả của các quá trình cụ thể sau: n 6 Tái sinh bổ sung (Recruitment): nảy chồi, sản xuất hạt giống, phát tán hạt, nẩy mầm, hình thành cây mạ và phát triển cây con cho đến khi đạt kích thước bổ sung vào tầng cây cao (theo quan niệm điều tra). Sinh trưởng (Growth): sự tăng lên về dường kính và chiều cao của cây.
Cạnh tranh không gian (Geometric competition): sự tương tác về không gian sinh trưởng giữa các cây cá thể liên quan đến cấu trúc hình học của cây, nhìn chung thì các cây có kích thước hình học lớn có lợi thế hơn trong cạnh tranh không gian (quá trình phân hoá cây theo kích thước). Cạnh tranh tài nguyên (Resource competition): các nhân tố lập địa có thể hạn chế sinh trưởng và phát triển của một số loài nhất định. Chết (Mortality): sự chết của các cây cá thể. Khái quát về cấu trúc Cấu trúc rừng là quy luật sắp xếp tổ hợp của các thành phần cấu tạo nên quần thể thực vật rừng theo không gian và thời gian (Phùng Ngọc Lan, 1986) [23] Cấu trúc rừng bao gồm: cấu trúc sinh thái (tổ thành, dạng sống, tầng phiền), cấu trúc hình thái (tầng thứ, mật độ, mạng hình) và cấu trúc rừng tự nhiên Việt Nam cần được tham khảo là của Nguyễn Văn Trương, (1983).
Phân bố số cây theo đường kính là một trong những cơ sở quan trọng nhất của kết cấu lâm phần. Đường kính là thành phần tham gia chủ yếu trong việc tính toán thể tích cây, từ đó xác định trữ lượng của rừng. Phân bố đường kính cũng là cơ sở cho các biện pháp xử lý kỹ thuật lâm sinh, đặc biệt là khai thác và điều chế. Đối với rừng tự nhiên lá rộng thường xanh, các nghiên cứu của nhiều tác giả đều cho thấy dạng phân bố nói chung là giảm dần và chia làm 3 kiểu: (i) Giảm đều; (ii) Đường cong giảm có một đỉnh lệch trái; (iii) Đường cong giảm có hai đỉnh.
Các dạng phân bố N/D đều có thể mô tả bằng các hàm toán học. Kết quả nghiên cứu của Lê Sáu (1996), Nguyễn Văn Đoan/ Trần Văn Con (1998) ở Kon Hà Nừng; Lê Minh Trung (1991) ở Gia nghĩa.đều cho thấy rừng tự nhiên ít bị tác động (trạng thái IV) đều có cấu trúc N/D dạng một đỉnh lệch trái và có thể mô phỏng được bằng hàm Weibull. n 7 Cấu trúc thẳng đứng (tầng thứ): phân bố số cây theo chiều cao cũng được các nhà lâm học quan tâm để xác định tầng thứ của rừng. Sự phân bố theo không gian của tầng cây gỗ theo chiều thẳng đứng, phụ thuộc vào đặc tính sinhh thái học, nhu cầu ánh sáng của các loài tham gia tổ thành.
Cấu trúc tầng thứ của hệ sinh thái rừng nhiệt đới thường nhiều tầng thứ hơn các hệ sinh thái rừng ôn đới. Khái quát về định lượng đa dạng sinh học Đa dạng sinh học được nghĩa theo nhiều cách bởi nhiều tổ chức khác nhau. Theo định nghĩa của Phòng Đánh giá Công nghệ Hoa Kỳ (U.S Offce of Technology Assessment, 1987) thì "Đa dạng sinh học là sự đa dạng (Variety) và khả năng biến đổi (Varebility) của các sinh vật và các phức hệ sinh thái mà trong đó chúng đang tồn tại". Theo UNEP (1992), đa dạng sinh học là sự phong phú của sinh vật từ tất cả các nguồn trong hệ sinh thái trên cạn, dưới nước, ở biển và mọi tổ hợp sinh thái mà chúng tạo thành.
Đa dạng sinh học bao gồm đa dạng di truyền hay còn gọi là đa dạng gen, đa dạng loài và đa dạng hệ sinh thái. Trong khuôn khổ đề tài này chúng tôi tiến hành nghiên cứu đa dạng loài (α). Tóm lại: Động thái là khái niệm rất rộng và bao gồm nhiều quá trình rất phức tạp. Nghiên cứu động thái cấu trúc rừng là một công việc hết sức khó khăn và càng đặc biệt khó khăn hơn đối với rừng tự nhiên nhiệt đới bởi tính phức hợp của nó.
Các công trình nghiên cứu về động thái rừng tự nhiên nhiệt đới ở trên thế giới và ở Việt Nam đã được công bố cho đến nay là tương đối nhiều. Sau đây chỉ cập nhật một số công trình nghiên cứu quan trọng nhất liên quan đến vấn đề nghiên cứu của đề tài. Các nghiên cứu về động thái cấu trúc trên thế giới 1. Các nghiên cứu về động thái n 8 1.
Các nghiên cứu về tái sinh Quá trình tái sinh ở rừng nhiệt đới là những vấn đề hết sức quan trọng trong nghiên cứu sinh thái rừng nhiệt đới. Tái sinh rừng là một quá trình sinh học mang tính đặc thù của hệ sinh thái rừng, biểu hiện là sự xuất hiện của một thế hệ cây con của những loài cây gỗ ở những nơi còn hoàn cảnh rừng: dưới tán rừng, chỗ trống trong rừng, đất rừng sau khai thác, đất rừng sau nương rẫy. Vai trò lịch sử của lớp cây con này là thay thế thế hệ cây già cỗi. Vì vậy tái sinh rừng hiểu theo nghĩa hẹp là quá trình phục hồi thành phần cơ bản của rừng, chủ yếu là tầng cây gỗ.
Về phương pháp điều tra tái sinh, nhiều tác giả đã sử dụng cách lấy ô mẫu hình vuông theo hệ thống do Lowdermilk (1972) đề nghị, với diện tích ô dạng bản thông thường từ 1 - 4m2. Bên cạnh đó, cũng có nhiều tác giả đề nghị sử dụng phương pháp điều tra dải hẹp với các ô đo đếm có diện tích biến động từ 10 - 100m2. Phổ biến nhất là bố trí theo hệ thống trong các diện tích nghiên cứu từ 0,25 - 1,0 ha (Povarnixbun, 1934; Yurkevich, 1938). Phương pháp này trong điều kiện tái sinh sẽ khó xác định được quy luật phân bố hình thái của lớp cây tái sinh trên mặt đất rừng.
Để giảm sai số trong khi thống kê, Barnard (1950), [51] đã đề nghị phương pháp "Điều tra chẩn đoán", theo đó kích thước ô đo đếm có thể thay đổi tuỳ theo giai đoạn phát triển của cây tái sinh ở các trạng thái rừng khác nhau. Phương pháp này được áp dụng nhiều hơn vì nó thích hợp cho từng đối tượng cụ thể. Quá trình tái sinh tự nhiên ở rừng nhiệt đới vô cùng phức tạp và còn ít được nghiên cứu.
